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区块链的另一个选择——DAG有向无环图

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发表于 2019-6-21 15:37:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
圈里的人已经习惯用区块链来代指分布式账本技术(DLT),也就是我们熟知的去中心化全家桶:去中心化网络,去中心化交易所,去中心化游戏等。实际上,既然去中心化体系可以有各显神通的共识算法,那它也可以有不一样的数据结构。在这一语境下,区块链就只是构成DLT的其中一种数据结构,它如同共识算法中的POW,因最先被采用,而广为人知。今天,我们想介绍DLT可采用的另一种数据结构,DAG,它有个中文名,叫“有向无环图”。! }5 k: Q' t, b' _' p2 k

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2 O$ ^% ]' U& ?+ w( [3 r& O
& r% ?% Z' g# ~4 A0 N$ S  {6 r什么是DAG- z/ u7 c4 m7 X/ h' a
7 N. {, U; S, v
* G5 }3 v0 L0 e. K$ X) l
我们通过一些图直观地感受一下什么是DAG。
- R5 N1 B1 f* @3 t8 [) m$ O* H( |, k1 l% H: d% u, q" I2 m

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( D; F1 H' `/ G, x0 J 区块链的另一个选择——DAG有向无环图-1.jpg
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6 _& T5 a0 G( F& R& e0 |% A
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图1% Z/ P$ ?( q/ a

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* U# y1 d$ l" z( V' I/ r3 s先看一种最简单的情况,只有两个单元(unit)的时候。这时,X 要么指向Y,Y要么指向X,这解释了什么是“有向”,即单元是有指向性的,先有X再有Y,先有鸡再有蛋。这时候,读者可能要问了,那这个不就是区块链吗,创始区块开始,一直连下去,直到最后确认块。# k1 [6 D! U" M& v" Q5 d# H
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此时,我们祭出图2,上方的是区块链,下方是DAG,可以看出,DAG是允许单元间的多重连接的:单元1可以连接到单元2,也可以连接到单元3;单元3可以被单元1连接,也可以被单元2连接。% L% D6 ^5 {0 f7 ]- C

8 w0 q* ]* j( J; o$ h/ E 区块链的另一个选择——DAG有向无环图-2.jpg
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图2
1 R9 C) Z1 l4 L! p9 p1 N那么什么是无环呢,子单元不能连回它的父单元,祖父单元,曾祖单元,以此类推。简单来说,就是单元1,连接到单元2,再连接到单元3,单元3不能连回单元1了。就像数数一样,你能从一数到一百,但不能从一百数回到一。你得保证单元是世代传承的,不能出现“返祖现象”,这就叫无环。. n6 C* S$ P0 j0 r/ T

) i: x0 ^6 ^5 }0 E# N2 k7 B9 Z/ g1 c3 B4 j: k) `/ h
不难理解,记账是需要有向无环的。第一,记账是按时间顺序来的,先有交易X,再有交易Y。第二,帐要无限往下记下去,不是记着记着,就又开始记历史上的第一笔交易了。
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相比区块链,DAG有什么优势! N3 g! J- V5 J4 o* ~# v5 ?
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高扩展性+ P( t3 r' I; R; |) e6 L& ]

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扩展性是软件系统的能计算处理多大信息量的衡量指标。相比区块链,DAG这种数据结构具有更高的扩展性。DAG允许单元间的多重连接,那么同一时间,就可以有多个单元被建立并发布到网络中。相反,区块链在一个固定的出块时间中,只能有一个区块被增添到网络中。这就好比多线程和单线程,而多线程的扩展性自然是单线程没有办法比的。实际上,利用P2P网络进行单元增添的DAG,反而会因网络参与者的增加,加快单元的增添速度,从而使系统具备更高的处理速度。这就好比,用Bittorrent下载一段视频,下载同一部视频的人越多,你的下载速度就越快。正是这一特性,使得DAG的扩展性并不亚于当前的中心化信息系统。2 e. R( F, Y* Y' j0 O: F3 d
" d  P9 n' K# O' T2 l/ ]
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更去中心化8 E5 F/ A: ]) S: K, o9 K# E  K
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那读者朋友可能就会说了,区块链也是利用P2P网络出块的。这点没错,可是区块链在通过共识算法决定谁是下一个出块者后,会将所有交易交给下一出块者进行打包。而打包速度,是受制于出块者的中心化服务器速度的。DAG则因为任何人都可以增添单元进入网络,省去了选举一个中心化服务器进行打包出块这一步骤。因此,DAG也更加去中心化。
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; }* E7 ~2 o* P1 C  [5 f( V8 Q更具可靠性- L0 N) }9 d* u2 `! W

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单元间的多重连接,意味着每个单元将被它的多个子单元和多个父单元多重确认。而一个单元被确认越多次,它所包含的数据就越可靠,被恶意篡改的几率越小。区块链则只有后块确认前块这一次确认过程。1 h3 k# K$ E/ d, m+ L7 z, g

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当前有什么靠谱DAG项目
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IOTA! D1 h- y, E3 k: N& E1 n. ]
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' x8 |0 w. j: X6 b* @6 E! _( f
IOTA是第一个提出用DAG搭建去中心化网络的项目。因为有“协调者”节点的参与,IOTA并不是彻底去中心化的。不过,它作为这个新领域的先行者,依然值得关注。+ j7 G( _3 T9 A# r
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中文名,字节雪球。它跟IOTA类似,也有中心化节点用来保证网络的安全性。不过,它支持增添私有或匿名单元,也支持智能合约。值得一提的是,字节雪球的白皮书也很硬核,很适合想对DAG进行深入了解的投资者阅读。
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HLC(HalalChain)
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) F' k8 I/ ]1 e3 J) t2 s
) A# k' x* f7 M3 aHLC是全球第一条专注服务穆斯林国家及地区的公有链,应用于伊斯兰金融产品及服务、清真产品溯源、天课捐赠、产权与遗产登记、文化教育等领域。基于新型分布式账本DAG(有向无环)为底层技术,在保证安全性和去中心化的前提下实现高频并发交易。先进技术与独特应用场景相结合,以此构建一个跨穆斯林国家的经济生态系统。/ O* _1 H  h4 r
(作者:EVOLAB)
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